Os gametas são células sexuais portadoras do código genético (DNA), cuja fusão bem-sucedida resulta na formação de zigoto (ou célula-ovo), que dará origem à um novo embrião. No processo de gametogênese (produção de gametas), estas células se diferenciam em gameta masculino (espermatozoide em animais) e feminino (óvulo em animais) após passarem por fases germinativas, de crescimento, maturação e diferenciação nas gônadas sexuais.
Espermatogênese
A formação do gameta masculino ocorre nos túbulos seminíferos, estruturas enoveladas que formam os testículos e que se encontram rodeadas pelas células de Sertoli (ou epiteliócitos) e de Leydig, responsáveis por promover, respectivamente, a) a nutrição e suporte mecânico do gameta e b) a produção de testosterona, desencadeando o processo de espermatogênese.
Este processo se inicia através da transformação de células germinativas primordiais diploides (2n) em espermatogônias (2n), através da mitose. As espermatogônias, por sua vez, ficam inativas até o início da puberdade masculina (geralmente entre 13 e 16 anos de idade), quando sofrem novas divisões mitóticas, proliferando-se numerosamente. Este período é conhecido como fase germinativa, e é encerrado quando as espermatogônias passam a crescer em tamanho ao invés de número (fase de crescimento), diferenciando-se em espermatócitos primários ou espermatócitos I (2n).
Em seguida, cada uma destas células especializadas sofre meiose, dando origem à dois espermatócitos secundários ou espermatócitos II, que se caracterizam como células haploides (n) com cromossomos duplicados. Este processo ocorre durante a fase de maturação, e é precedido por uma segunda divisão meiótica que produz as espermátides (n). Assim, cada espermatócito I dá origem à quatro espermátides, que sofrem transformações profundas durante a espermiogênese como:
- a) a transformação de um dos centríolos presentes no citoplasma em flagelo (e a reorganização das mitocôndrias em seu entorno);
- b) a eliminação de parte do citoplasma; e
- c) a realocação do complexo de Golgi próximo ao núcleo celular, formando o acrossomo (estrutura modificada que contém as enzimas necessárias para a digestão da zona pelúcida presente no óvulo).
O produto final desta fase são os espermatozoides, que têm como característica morfológica duas regiões diferenciadas: a cabeça (região nuclear formada pelo acrossomo) e a cauda (que compreende as mitocôndrias e o flagelo).
Os processos de gametogênese: espermatogênese e oogênese. Ilustração: Aldona Griskeviciene / Shutterstock.com
Ovulogênese, Oogênese ou Ovogênese
A formação do gameta feminino ocorre nos ovários, e se divide em três etapas principais: germinativa, de crescimento e maturação. A primeira tem início quando as células germinativas primordiais (2n) transformam-se em ovogônias (2n), por meio da divisão mitótica. Estas células são formadas durante o desenvolvimento embrionário (2º e 7º mês de gestação), e podem atingir até 7 milhões em número. No entanto, a partir do sétimo mês de desenvolvimento embrionário muitas ovogônias morrem, e as restantes aumentam em tamanho, transformando-se em ovócitos primários ou ovócitos I (2n), período conhecido como fase de crescimento. Ainda durante esta fase, os ovócitos primários iniciam a primeira divisão meiótica, mas a interrompem logo após o final da prófase I.
Muitas destas células são perdidas antes mesmo do nascimento da mulher, quando esta apresenta por volta de 1 milhão de ovócitos primários. Este número é reduzido drasticamente até a puberdade feminina (entre 12 e 15 anos de idade), quando a mulher apresenta cerca de 400 ovócitos I. A degeneração destes gametas é contínua ao longo da vida da mulher, e quando esta atinge cerca de 50 anos de idade, se inicia o climatério, período de transição entre a fase reprodutiva e não-reprodutiva feminina.
A puberdade marca o início dos ciclos menstruais, durante os quais ocorre a maturação dos ovócitos primários. Durante este processo, os ovócitos I estão envoltos por folículos ovarianos (camada de células epiteliais granulosas, folículo de Graaf), e aumentam em tamanho; a ação de hormônios produzidos pela hipófise também estimula a finalização da meiose I, levando à formação do ovócito secundário (ou ovócito II) e do primeiro corpúsculo polar, células haploides (n) que possuem cromossomos duplicados. Ainda durante o período de maturação, há o início da segunda meiose que é interrompida durante a metáfase II, em função da ovulação (liberação do ovócito na tuba uterina). O corpúsculo polar também é liberado junto ao ovócito II, e se modifica em corpo lúteo. A finalização da meiose II só ocorre caso o ovócito secundário seja fecundado, transformando-se brevemente em óvulo e liberando mais um corpúsculo polar, que posteriormente se degenera juntamente com o corpo lúteo. Na ausência de fecundação, o ovócito II e o corpo lúteo se degeneram, liberando a menstruação (descamação da parede uterina e eliminação do sangue pelo canal vaginal).
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Referências:
Maine, EM (2013) Gametogenesis. In: Brenner's Encyclopedia of Genetics: Second Edition (pp. 154-156). Elsevier.
Teach me physiology. Gametogenesis. Disponível em: https://teachmephysiology.com/reproductive-system/embryology/gametogenesis/
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/biologia/gametogenese/